Objetos flutuantes com massa planetária são comuns no universo

Pesquisadores americanos encontraram novos exemplos do fenômeno em dois sistemas fora da Via Láctea

Concepção artística de planeta interestelar com massa igual à de Júpiter: bem mais comum do que se imaginava. Crédito: Nasa/JPL-Caltech

Pesquisadores da Universidade de Oklahoma (EUA) encontraram novos objetos extragalácticos de massa do porte de planetas (planetas flutuantes ou buracos negros) em dois sistemas galácticos além da Via Láctea após a primeira detecção, realizada em 2018. Com os recursos observacionais existentes, é impossível detectar diretamente objetos de massa planetária além da Via Láctea e medir essa população planetária incomum. Os resultados do estudo foram publicados em novembro na revista “Astrophysical Journal”.

O sistema Q J0158-4325 é um sistema de lentes quasar-galáxias, em que a visão de um quasar a uma distância de 8,8 bilhões de anos-luz é ampliada gravitacionalmente pela “lente” de uma galáxia em primeiro plano, a 3,6 bilhões de anos-luz de distância. Já o sistema SDSS J1004 + 4112 consiste em um enorme aglomerado de galáxias a 6,3 bilhões de anos-luz de distância e uma fonte quasar a 9,9 bilhões de anos-luz de distância.

Uma nova técnica empregada pelo grupo utiliza a microlente de quasar para investigar a população de planetas em sistemas extragaláticos distantes. Os pesquisadores conseguiram restringir a fração desses objetos de massa planetária (com massas variando da da Lua à de Júpiter) em relação ao halo galáctico estudando suas “assinaturas” de microlentes no espectro das imagens cristalizadas de núcleos galácticos ativos distantes e brilhantes. Esses sinais de microlentes aparecem como mudanças na linha de emissão de raios X dos quasares de fundo.

LEIA TAMBÉM: Sistema planetário mais próximo da Terra coleciona esquisitices

Nova janela

O grupo supôs que os objetos descobertos não ligados fossem planetas flutuantes ou buracos negros primordiais. Os planetas flutuantes (também conhecidos como interestelares, órfãos ou errantes) foram ejetados ou espalhados durante a formação estelar/planetária. Os buracos negros primordiais foram formados na fase inicial do universo devido à flutuação quântica.

Imagem de raios X do sistema de lentes gravitacionais SDSS J1004 + 4112, obtida pelo Observatório de Raios X Chandra. A emissão prolongada central em vermelho é do gás quente no aglomerado de galáxias de lentes em primeiro plano; as quatro fontes em azul são as imagens em lentes do quasar de fundo. Crédito: Universidade de Oklahoma

“Estamos muito animados com as detecções em dois sistemas”, disse o aluno de pós-doutorado Saloni Bhatiani, primeiro autor do estudo. “Podemos extrair consistentemente sinais de objetos de massa de planeta em galáxias distantes. Isso abre uma nova janela na astrofísica.”

A equipe também descobriu que objetos de massa planetária nos sistemas Q J0158-4325 e SDSS J1004 + 4112 representam cerca de 0,03% e 0,01% da massa total do sistema, respectivamente.

Presença disseminada

“A detecção de objetos de massa planetária, sejam planetas flutuantes ou buracos negros primordiais, é extremamente valiosa para modelar a formação de estrelas/planetas ou o universo primitivo”, disse o professor associado Xinyu Dai, coautor do estudo. “Mesmo sem decompor as duas populações, nosso limite na população primordial de buracos negros já está algumas ordens de magnitude abaixo dos limites anteriores nessa faixa de massa.”

Os dados utilizados para esse trabalho têm origem em observações de uma década conduzidas pelo observatório de raios X Chandra, da Nasa. Essas medidas observacionais foram comparadas com simulações de microlentes computadas no Centro de Supercomputação da Universidade de Oklahoma para Educação e Pesquisa.

“Os resultados são de importância significativa, pois confirmam que os objetos de massa planetária são realmente universais nas galáxias”, concluíram os cientistas.